解题思路:(1)根据右手定则判断产生的感应电流方向.
(2)根据法拉第电磁感应定律
.
E
=[△Φ/△t]求解.
(3)正方形刚性金属框的重力势能转化为动能和金属框中产生的焦耳热,根据能量转化和守恒定律求出速度大小.
根据法拉第电磁感应定律求出感应电动势,再求出感应电流和安培力.
(1)ab通过最低位置时,磁场方向竖直向下,ab运动方向向左,
由右手定则判定:金属框中感应电流方向是dcb′a′d
(2)根据法拉第电磁感应定律:
.
E=[△Φ/△t]=
BL2
t
(3)正方形刚性金属框的重力势能转化为动能和金属框中产生的焦耳热,根据能量转化和守恒定律有
mgL=Q+[1/2]mv2
v=
2(mgL−Q)/m
感应电动势E=BLv
瞬时电流的大小为I=[BLv/R]
ab边所受安培力的大小为 F=BIL=
B2L2
R•
2(mgL−Q)
m
方向:水平向右
答:(1)金属框中感应电流方向是dcb′a′d.
(2)在时间t内金属框中的平均感应电动势是
BL2
t.
(3)若在时间t内,金属框中产生的焦耳热为Q,ab边通过最低位置时受到的安培力大小是
B2L2
R•
2(mgL−Q)
m,方向:水平向右.
点评:
本题考点: 导体切割磁感线时的感应电动势;安培力;法拉第电磁感应定律.
考点点评: 本题是电磁感应、电路的综合,关键要掌握右手定则和法拉第电磁感应定律的应用.